CN114085488A - 用于摩擦材料的造粒物的制备方法及其在高端农机装备用无铜nao型制动片中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于摩擦材料的造粒物的制备方法及其在高端农机装备用无铜NAO型制动片中的应用，属于农机装备配件技术领域，高端农机装备用无铜NAO型制动片按质量分数各组分含量为：用于摩擦材料的造粒物80～95％、丁腈橡胶改性酚醛树脂0～10％和非秸秆纤维2～15％；其中，所述非秸秆纤维包括岩棉纤维、海泡石纤维或者复合矿物纤维中的一种；该制备方法包括如下步骤：用于摩擦材料的造粒物的制备；制动片制备过程中的混料和模具填料‑热压热处理‑表面烧蚀‑后加工成型。本发明中摩擦材料的造粒物的制备，能够增强制动片原材料的流动性、减少制动片制备过程中的粉尘污染和纤维偏析、降低制动片的密度以及稳定摩擦因数、提高制动片的耐磨性能和可靠性，降低制动粉尘量。
Description
技术领域
本发明涉及一种制动片，特别涉及到用于摩擦材料的造粒物及高端农机装备用无铜NAO 型制动片，属于农机装备配件技术领域。
背景技术
农业机械是现代农业科技的重要载体，农业机械化是农业现代化的重要标志。大力推进 农业现代化，必须着力强化物质装备和技术支撑。迈向农业全程全面机械化目标，向我们提 出了加快发展高端农机装备的要求。目前，高端农机装备市场仍被进口产品垄断，自主高端 农机装备供应不足。制动片作为农机装备制动***中最关键的安全零件，它的性能好坏直接 关系到农机装备***运行的安全性、稳定性和可靠性，尤其是高端智能农机装备运行的精确 性。随着我国土地流转速度的加快，农机装备向大型化和高效化发展，高端农机装备产品的 智能化、自动化、精细化能力不断提升，其中对高端农机装备用制动片的性能也提出了苛刻 要求。这就需要从事农机装备用制动片的研究者不断探索新方法，解决新问题，研制综合性 能良好、符合高端农机装备特点和需求的制动摩擦材料。
目前，对于高性能、符合不同类型的汽车用制动摩擦材料，在国内外均有相关专利报道， 如：
中国专利公开号为113214597A，公开日为2021.08.06，发明名称为“玄武岩纤维基高性 能环保型摩擦材料及制备方法”，该发明公开了一种汽车用摩擦材料；
中国专利公开号为112940447A，公开日为2021.06.11，发明名称为“一种电动汽车用摩 擦材料、刹车片及制备方法”，该发明公开了一种电动汽车用刹车片；
中国专利公告号为CN110778629B，公告日为2021.06.04，发明名称为“一种含卤化物的 制动材料及其制备方法与应用”，该发明公开了一种汽车刹车片或轨交车辆闸片；
中国专利公开号为112855814A，公开日为2021.05.28，发明名称为“一种低噪音、防锈 粘连的新能源车用鼓式刹车片及其制备方法”，该发明公开了一种新能源车用鼓式刹车片；
中国专利公开号为112855812A，公开日为2021.05.28，发明名称为“一种适用高速200 公里高减速度0.8G的乘用车用摩擦材料及其制备方法”，该发明公开了一种乘用车用鼓式刹 车片；
中国专利公告号为CN109555802B，公告日为2020.08.18，发明名称为“一种摩擦材料、 由其制备的耐磨涂层制动盘用有机碳陶刹车片及其制备方法和应用”，该发明公开了一种汽 车、新能源车用摩擦材料；
中国专利公告号为CN106928649B，公告日为2019.07.05，发明名称为“陶瓷颗粒复合树 脂基抗热衰退摩擦材料及其制备方法”，该发明公开了一种汽车用摩擦材料；
中国专利公告号为CN107061571B，公告日为2018.11.02，发明名称为“一种载重车后盘 式制动材料及其制备方法”，该发明公开了一种重型汽车用摩擦材料；
然而，当前对于高端农机装备用制动片的相关技术还比较少，随着农机装备向大型化和 高效化发展，高端农机装备制动***产业对高性能制动片性能的要求也越来越高，这就需要 针对高端农机装备的自身特点和需求，在高端农机装备用制动片设计时，统筹制动片的配方、 内部结构和制备工艺以及原材料的处理等方面来研制高端农机装备用制动片。
发明内容
针对现有技术中存在的秸秆纤维与树脂基体结合性能弱，单一纤维增强效果不明显，制 动片原材料的流动性差，制动片生产过程中有较重的粉尘污染，制动片的物理与机械性能差， 制动片中对副的擦伤严重，制动片摩擦因数不稳定和耐磨性差，制动粉尘和噪音污染，制动 振动大，铜粉尘污染和秸秆废弃物浪费等问题，提出了一种用于摩擦材料的造粒物的制备方 法，以及造粒物在高端农机装备用无铜NAO型制动片中的应用。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种高端农机装备用无铜NAO型制动片，按质量分数各组分含量为：用于摩擦材料的 造粒物80～95％、丁腈橡胶改性酚醛树脂0～10％和非秸秆纤维2～15％；其中，所述非秸秆纤 维包括岩棉纤维、海泡石纤维或者复合矿物纤维中的一种。
进一步的，用于摩擦材料的造粒物的组成按质量分数各组分含量为：纳米二氧化钛-秸秆 纤维多尺度增强体5～20％、橡胶粉1～5％、丁腈橡胶改性酚醛树脂5～20％、重晶石5～21％、 页岩2～10％、氧化铝5～24％、蛭石粉1～3％、轮胎粉1～5％、紫砂1～5％、摩擦粉1～5％、钛 酸钾片晶3～15％和铜粉替代材料2～15％。
进一步的，所述纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体由按质量分数20～70％玉米秸秆纤 维和30～80％稻草秸秆纤维组成。
进一步的，所述铜粉替代材料由按质量分数20～40％不锈钢磨屑和60～80％天然石墨组成。
进一步的，所述纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将收集的秸秆皮在粉碎机中进行粉碎，然后对粉碎得到的秸秆纤维进行筛选；
步骤二：将步骤一中所得到的秸秆纤维浸泡在装有纳米二氧化钛与硅烷溶液所形成的悬 浮液的接枝处理装置中，得到纳米二氧化钛-秸秆纤维；
步骤三：将步骤二中所得到的纳米二氧化钛-秸秆纤维放入超声清洗机中进行清洗，然后 在烘干箱中进行烘干，最终得到纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体。
进一步的，步骤一中，秸秆皮的粉碎时间t1为：3min≤t1≤6min；秸秆纤维长度L1为： 1mm≤L1≤3mm，纤维直径D1为：0.01mm≤D1≤0.5mm；
步骤二中，硅烷溶液由无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水组成，各组分的质量比为：35～75:6～15:10～50，纳米二氧化钛粒径为D2为：2nm≤D2≤100nm，悬浮液中纳米二氧化钛的 质量分数w1为：0.5％≤w1≤25％，秸秆纤维在悬浮液中浸泡时间t2为：10min≤t2≤50min；
步骤三中，超声清洗时间t3为：2min≤t3≤10min；超声清洗温度为室温；超声清洗介质为 蒸馏水；烘干温度T1为：90℃≤T1≤112℃，烘干时间t4为：60min≤t4≤180min。
一种制备无铜NAO型制动片的方法，包括如下步骤：
包括用于摩擦材料的造粒物的制备；
制动片制备过程中的混料；
模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型。
进一步的，用于摩擦材料的造粒物的制备包括：
S1：将橡胶粉、丁腈橡胶改性酚醛树脂、重晶石、页岩、氧化铝、蛭石粉、轮胎粉、紫砂、摩擦粉、钛酸钾片晶和铜粉替代材料放置在三维运动混料机中充分混合，混料时间t5为： 3min≤t5≤8min；
S2：将步骤S1所得到的混合原材料与纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体放入桨式混 料机中充分混合，混料时间t6为：1min≤t6≤3min；
S3：将步骤S2所得到的混合原材料放入造粒机中进行造粒处理，同时向造粒滚筒中喷入 连桥液，调整造粒滚筒和转刀转速以及连桥液的喷射量，充分造粒后，得到造粒物；造粒滚 筒的转速r1为：20r/min≤r1≤350r/min；转刀转速r2为：70r/min≤r1≤90r/min，连桥液为蒸馏 水、无水乙醇和质量分数为3wt％的玉米淀粉浆糊溶液中的一种；
S4：将步骤S3所得到的造粒物放入烘干箱内进行烘干处理，得到最终的用于摩擦材料的 造粒物，烘干温度T2为：100℃≤T2≤130℃，烘干时间t7为：100min≤t7≤240min，所得到的 造粒物为类细胞形，直径D3为：1mm≤D3≤8mm。
进一步的，制动片制备过程中的混料工艺流程，包括下列步骤：
S1：将丁腈橡胶改性酚醛树脂和非秸秆纤维放入桨式混料机中进行充分混合，混料时间 t8为：5min≤t8≤20min；
S2：将步骤S1所得到的混合物与用于摩擦材料的造粒物放入三维运动混料机中进行充分 混合，混料时间t9为：5min≤t9≤10min，得到最终的制备制动片的混合物料。
进一步的，模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型，包括下列步骤：
S1：将制备制动片的混合物料放入制备制动片专用模具中，然后进行热压处理，最后进 行热处理，并冷却到室温；
S2：将步骤S1所得到的制动片样块在通过式烧蚀机中进行表面烧蚀，并冷却到室温；
S3：将步骤S2所得到的制动片样块的烧蚀面进行表面打磨，然后进行研磨切割处理，其 次进行喷漆和烤漆处理，最后安装警示器或固定器，最终得到无铜NAO型制动片。
本发明的有益效果在于：
1.本发明用于摩擦材料的造粒物的制备，能够增强制动片原材料的流动性、减少制动片 制备过程中的粉尘污染和纤维偏析、降低制动片的密度以及稳定摩擦因数、提高制动片的耐 磨性能和可靠性，降低制动粉尘量；
2.通过采用纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体，可以改善秸秆纤维与树脂基体之间的 界面结合性能，有效的传递摩擦应力，提高制动片的机械性能和耐磨性能，减少制动片使用 过程中的震动。
3.本发明中纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体由按质量分数20～70％玉米秸秆纤维和 30～80％稻草秸秆纤维组成，上述组分可以提高农业废弃物秸秆的利用率，提升制动片的环保 性能，减少资源浪费，降低制动片的生产成本；
4.采用铜粉替代材料，能够防止制动过程中的铜颗粒排放，减少环境污染和噪音污染， 使制动片具有合理的使用寿命。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发 明中的具体含义。
用于摩擦材料的造粒物的制备方法及其在高端农机装备用无铜NAO型制动片中的应用， 其中高端农机装备用无铜NAO型制动片中含有用于摩擦材料的造粒物、丁腈橡胶改性酚醛 树脂和非秸秆纤维，其制备工艺主要包括模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型等。采 用上述工艺步骤和上述原材料组分，在制备过程中控制制动片的组成和制备工艺，可以直接 控制和调整制动片的综合性能，使其满足高端农机装备在不同工况下对制动片的性能要求。
实施例1
高端农机装备用无铜NAO型制动片按质量分数各组分含量为：用于摩擦材料的造粒物 80％、丁腈橡胶改性酚醛树脂5％、非秸秆纤维15％；其中非秸秆纤维为岩棉纤维。
用于摩擦材料的造粒物按质量分数各组分含量为：纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体 20％、橡胶粉5％、丁腈橡胶改性酚醛树脂20％、重晶石21％、页岩10％、氧化铝5％、蛭石 粉3％、轮胎粉5％、紫砂1％、摩擦粉5％、钛酸钾片晶3％、铜粉替代材料2％。其中，所述 的纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体由按质量分数20％玉米秸秆纤维和80％稻草秸秆纤 维组成；铜粉替代材料由按质量分数40％不锈钢磨屑和60％天然石墨组成。
纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体的制备方法，具体步骤如下：
3.1将收集的秸秆皮在粉碎机中进行粉碎，粉碎时间t1为：3min，然后对粉碎得到的秸 秆纤维进行筛选，秸秆纤维长度L1为：1mm，纤维直径D1为：0.01mm；
3.2将步骤3.1所得到的秸秆纤维浸泡在装有纳米二氧化钛与硅烷溶液所形成的悬浮液 的接枝处理装置中，得到纳米二氧化钛-秸秆纤维。硅烷溶液由无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏 水组成，各组分的质量比为：35:15:50，纳米二氧化钛粒径为D2为：2nm，悬浮液中纳米二 氧化钛的质量分数w1为：0.5％，秸秆纤维在悬浮液中浸泡时间t2为：10min；
3.3将步骤3.2所得到的纳米二氧化钛-秸秆纤维放入超声清洗机中进行清洗，清洗时间 t3为：2min，超声清洗温度为室温，超声清洗介质为蒸馏水。然后在烘干箱中进行烘干，烘 干温度T1为：90℃，烘干时间t4为：60min，最终得到纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体；
高端农机装备用无铜NAO型制动片的制备方法，具体步骤如下：
4.1制备高端农机装备用无铜NAO型制动片中所述用于摩擦材料的造粒物，包括下列步 骤：
4.1.1将橡胶粉、丁腈橡胶改性酚醛树脂、重晶石、页岩、氧化铝、蛭石粉、轮胎粉、紫 砂、摩擦粉、钛酸钾片晶和铜粉替代材料放置在三维运动混料机中充分混合，混料时间t5为： 8min；
4.1.2将步骤3.1.1所得到的混合原材料与纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体放入桨式 混料机中充分混合，混料时间t6为：3min；
4.1.3将步骤4.1.2所得到的混合原材料放入造粒机中进行造粒处理，同时向造粒滚筒中 不断的喷入连桥液，不断调整造粒滚筒和转刀转速以及连桥液的喷射量，充分造粒后，得到 造粒物，造粒滚筒的转速r1为：200r/min；转刀转速r2为：90r/min，连桥液为无水乙醇；
4.1.4将步骤4.1.3所得到的造粒物放入烘干箱内进行烘干处理，得到最终的造粒物，烘 干温度T2为：130℃，烘干时间t7为：200min，所得到的造粒物为类细胞形，直径D3为：5mm。
4.2制动片制备过程中的混料工艺流程，包括下列步骤：
4.2.1将所述的丁腈橡胶改性酚醛树脂和非秸秆纤维放入桨式混料机中进行充分混合，混 料时间t8为：15min；
4.2.2将步骤4.2.1所得到的混合物与步骤4.1.4所得到的造粒物放入三维运动混料机中进 行充分混合，混料时间t9为：10min，得到最终的制备制动片的混合物料。
4.3模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型，包括下列步骤：
4.3.1将步骤4.2.2所得到的混合物料放入农机装备用制动片专用模具中，然后进行热压 处理，最后进行热处理，并冷却到室温；
4.3.2将步骤4.3.1所得到的制动片样块在通过式烧蚀机中进行表面烧蚀，并冷却到室温；
4.3.3将步4.3.2所得到的制动片样块的烧蚀面进行表面打磨，然后进行研磨切割处理， 其次进行喷漆和烤漆处理，最后安装警示器或固定器，最终得到高端农机装备用无铜NAO 型制动片。
按上述实施例工艺方法所生产的制动片的摩擦因数范围为0.341～0.456，磨损率为0.15× 10-7cm3/Nm～0.30×10-7cm3/Nm，制动噪音和制动粉尘明显减少。
实施例2
高端农机装备用无铜NAO型制动片按质量分数各组分含量为：用于摩擦材料的造粒物 95％、非秸秆纤维5％；其中非秸秆纤维为海泡石纤维。
用于摩擦材料的造粒物按质量分数各组分含量为：纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体 18％、橡胶粉1％、丁腈橡胶改性酚醛树脂12％、重晶石5％、页岩2％、氧化铝24％、蛭石 粉1％、轮胎粉1％、紫砂5％、摩擦粉1％、钛酸钾片晶15％、铜粉替代材料15％。其中，所 述的纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体由按质量分数70％玉米秸秆纤维和30％稻草秸秆 纤维组成；铜粉替代材料由按质量分数20％不锈钢磨屑和80％天然石墨组成。
纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体的制备方法，具体步骤如下：
3.1将收集的秸秆皮在粉碎机中进行粉碎，粉碎时间t1为：6min，然后对粉碎得到的秸 秆纤维进行筛选，秸秆纤维长度L1为：3mm，纤维直径D1为：0.5mm。
3.2将步骤3.1所得到的秸秆纤维浸泡在装有纳米二氧化钛与硅烷溶液所形成的悬浮液 的接枝处理装置中，得到纳米二氧化钛-秸秆纤维。硅烷溶液由无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏 水组成，各组分的质量比为：75:6:19，纳米二氧化钛粒径为D2为：100nm，悬浮液中纳米二 氧化钛的质量分数w1为：25％，秸秆纤维在悬浮液中浸泡时间t2为：50min。
3.3将步骤3.2所得到的纳米二氧化钛-秸秆纤维放入超声清洗机中进行清洗，清洗时间 t3为：10min，超声清洗温度为室温，超声清洗介质为蒸馏水。然后在烘干箱中进行烘干，烘 干温度T1为：100℃，烘干时间t4为：180min，最终得到纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强 体。
高端农机装备用无铜NAO型制动片的制备方法，具体步骤如下：
4.1制备高端农机装备用无铜NAO型制动片中所述用于摩擦材料的造粒物，包括下列步 骤：
4.1.1将橡胶粉、丁腈橡胶改性酚醛树脂、重晶石、页岩、氧化铝、蛭石粉、轮胎粉、紫 砂、摩擦粉、钛酸钾片晶和铜粉替代材料放置在三维运动混料机中充分混合，混料时间t5为： 5min；
4.1.2将步骤3.1.1所得到的混合原材料与纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体放入桨式 混料机中充分混合，混料时间t6为：2min；
4.1.3将步骤4.1.2所得到的混合原材料放入造粒机中进行造粒处理，同时向造粒滚筒中 不断的喷入连桥液，不断调整造粒滚筒和转刀转速以及连桥液的喷射量，充分造粒后，得到 造粒物，造粒滚筒的转速r1为：350r/min；转刀转速r2为：80r/min，连桥液为蒸馏水；
4.1.4将步骤4.1.3所得到的造粒物放入烘干箱内进行烘干处理，得到最终的造粒物，烘 干温度T2为：110℃，烘干时间t7为：240min，所得到的造粒物为类细胞形，直径D3为：8mm。
4.2制动片制备过程中的混料工艺流程，包括下列步骤：
4.2.1将所述的丁腈橡胶改性酚醛树脂和非秸秆纤维放入桨式混料机中进行充分混合，混 料时间t8为：5min；
4.2.2将步骤4.2.1所得到的混合物与步骤4.1.4所得到的造粒物放入三维运动混料机中进 行充分混合，混料时间t9为：8min，得到最终的制备制动片的混合物料。
4.3模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型，包括下列步骤：
4.3.1将步骤4.2.2所得到的混合物料放入农机装备用制动片专用模具中，然后进行热压 处理，最后进行热处理，并冷却到室温；
4.3.2将步骤4.3.1所得到的制动片样块在通过式烧蚀机中进行表面烧蚀，并冷却到室温；
4.3.3将步4.3.2所得到的制动片样块的烧蚀面进行表面打磨，然后进行研磨切割处理， 其次进行喷漆和烤漆处理，最后安装警示器或固定器，最终得到高端农机装备用无铜NAO 型制动片。
按上述实施例工艺方法所生产的制动片的摩擦因数范围为0.331～0.446，磨损率为0.14× 10-7cm3/Nm～0.32×10-7cm3/Nm，制动噪音和制动粉尘明显减少。
实施例3
高端农机装备用无铜NAO型制动片按质量分数各组分含量为：用于摩擦材料的造粒物 88％、丁腈橡胶改性酚醛树脂10％、非秸秆纤维2％；其中非秸秆纤维为复合矿物纤维。
用于摩擦材料的造粒物按质量分数各组分含量为：纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体 5％、橡胶粉4％、丁腈橡胶改性酚醛树脂5％、重晶石19％、页岩8％、氧化铝22％、蛭石粉 2％、轮胎粉3％、紫砂3％、摩擦粉3％、钛酸钾片晶12％、铜粉替代材料14％。其中，所述 的纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体由按质量分数50％玉米秸秆纤维和50％稻草秸秆纤 维组成；铜粉替代材料由按质量分数30％不锈钢磨屑和70％天然石墨组成。
纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体的制备方法，具体步骤如下：
3.1将收集的秸秆皮在粉碎机中进行粉碎，粉碎时间t1为：5min，然后对粉碎得到的秸 秆纤维进行筛选，秸秆纤维长度L1为：2mm，纤维直径D1为：0.05mm。
3.2将步骤3.1所得到的秸秆纤维浸泡在装有纳米二氧化钛与硅烷溶液所形成的悬浮液 的接枝处理装置中，得到纳米二氧化钛-秸秆纤维。硅烷溶液由无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏 水组成，各组分的质量比为：78:12:10，纳米二氧化钛粒径为D2为：50nm，悬浮液中纳米二 氧化钛的质量分数w1为：15％，秸秆纤维在悬浮液中浸泡时间t2为：30min。
3.3将步骤3.2所得到的纳米二氧化钛-秸秆纤维放入超声清洗机中进行清洗，清洗时间 t3为：8min，超声清洗温度为室温，超声清洗介质为蒸馏水。然后在烘干箱中进行烘干，烘 干温度T1为：112℃，烘干时间t4为：150min，最终得到纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强 体。
高端农机装备用无铜NAO型制动片的制备方法，具体步骤如下：
4.1制备高端农机装备用无铜NAO型制动片中所述用于摩擦材料的造粒物，包括下列步 骤：
4.1.1将橡胶粉、丁腈橡胶改性酚醛树脂、重晶石、页岩、氧化铝、蛭石粉、轮胎粉、紫 砂、摩擦粉、钛酸钾片晶和铜粉替代材料放置在三维运动混料机中充分混合，混料时间t5为： 3min；
4.1.2将步骤3.1.1所得到的混合原材料与纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体放入桨式 混料机中充分混合，混料时间t6为：1min；
4.1.3将步骤4.1.2所得到的混合原材料放入造粒机中进行造粒处理，同时向造粒滚筒中 不断的喷入连桥液，不断调整造粒滚筒和转刀转速以及连桥液的喷射量，充分造粒后，得到 造粒物，造粒滚筒的转速r1为：20r/min；转刀转速r2为：70r/min，连桥液为3wt％的玉米 淀粉浆糊溶液；
4.1.4将步骤4.1.3所得到的造粒物放入烘干箱内进行烘干处理，得到最终的造粒物，烘 干温度T2为：100℃，烘干时间t7为：100min，所得到的造粒物为类细胞形，直径D3为：1mm。
4.2制动片制备过程中的混料工艺流程，包括下列步骤：
4.2.1将所述的丁腈橡胶改性酚醛树脂和非秸秆纤维放入桨式混料机中进行充分混合，混 料时间t8为：20min；
4.2.2将步骤4.2.1所得到的混合物与步骤4.1.4所得到的造粒物放入三维运动混料机中进 行充分混合，混料时间t9为：5min，得到最终的制备制动片的混合物料。
4.3模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型，包括下列步骤：
4.3.1将步骤4.2.2所得到的混合物料放入农机装备用制动片专用模具中，然后进行热压 处理，最后进行热处理，并冷却到室温；
4.3.2将步骤4.3.1所得到的制动片样块在通过式烧蚀机中进行表面烧蚀，并冷却到室温；
4.3.3将步4.3.2所得到的制动片样块的烧蚀面进行表面打磨，然后进行研磨切割处理， 其次进行喷漆和烤漆处理，最后安装警示器或固定器，最终得到高端农机装备用无铜NAO 型制动片。
按上述实施例工艺方法所生产的摩擦材料的摩擦因数范围为0.339～0.406，磨损率为0.15 ×10-7cm3/Nm～0.26×10-7cm3/Nm，制动噪音和制动粉尘明显减少。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包 含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指 的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个 或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下 在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种高端农机装备用无铜NAO型制动片，其特征在于，按质量分数各组分含量为：用于摩擦材料的造粒物80～95％、丁腈橡胶改性酚醛树脂0～10％和非秸秆纤维2～15％；其中，所述非秸秆纤维包括岩棉纤维、海泡石纤维或者复合矿物纤维中的一种。
2.根据权利要求1所述的高端农机装备用无铜NAO型制动片的造粒物，其特征在于，按质量分数各组分含量为：纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体5～20％、橡胶粉1～5％、丁腈橡胶改性酚醛树脂5～20％、重晶石5～21％、页岩2～10％、氧化铝5～24％、蛭石粉1～3％、轮胎粉1～5％、紫砂1～5％、摩擦粉1～5％、钛酸钾片晶3～15％和铜粉替代材料2～15％。
3.根据权利要求2所述的造粒物，其特征在于，所述纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体由按质量分数20～70％玉米秸秆纤维和30～80％稻草秸秆纤维组成。
4.根据权利要求2所述的造粒物，其特征在于，所述铜粉替代材料由按质量分数20～40％不锈钢磨屑和60～80％天然石墨组成。
5.根据权利要求2所述的造粒物，其特征在于，所述纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将收集的秸秆皮在粉碎机中进行粉碎，然后对粉碎得到的秸秆纤维进行筛选；
步骤二：将步骤一中所得到的秸秆纤维浸泡在装有纳米二氧化钛与硅烷溶液所形成的悬浮液的接枝处理装置中，得到纳米二氧化钛-秸秆纤维；
步骤三：将步骤二中所得到的纳米二氧化钛-秸秆纤维放入超声清洗机中进行清洗，然后在烘干箱中进行烘干，最终得到纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体。
6.根据权利要求5所述的造粒物，其特征在于，步骤一中，秸秆皮的粉碎时间t1为：3min≤t1≤6min；秸秆纤维长度L1为：1mm≤L1≤3mm，纤维直径D1为：0.01mm≤D1≤0.5mm；
步骤二中，硅烷溶液由无水乙醇、硅烷偶联剂和蒸馏水组成，各组分的质量比为：35～75:6～15:10～50，纳米二氧化钛粒径为D2为：2nm≤D2≤100nm，悬浮液中纳米二氧化钛的质量分数w1为：0.5％≤w1≤25％，秸秆纤维在悬浮液中浸泡时间t2为：10min≤t2≤50min；
步骤三中，超声清洗时间t3为：2min≤t3≤10min；超声清洗温度为室温；超声清洗介质为蒸馏水；烘干温度T1为：90℃≤T1≤112℃，烘干时间t4为：60min≤t4≤180min。
7.根据权利要求2所述的无铜NAO型制动片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
包括用于摩擦材料的造粒物的制备；
制动片制备过程中的混料；
模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型。
8.根据权利要求7所述的无铜NAO型制动片的制备方法，其特征在于，用于摩擦材料的造粒物的制备包括：
S1：将橡胶粉、丁腈橡胶改性酚醛树脂、重晶石、页岩、氧化铝、蛭石粉、轮胎粉、紫砂、摩擦粉、钛酸钾片晶和铜粉替代材料放置在三维运动混料机中充分混合，混料时间t5为：3min≤t5≤8min；
S2：将步骤S1所得到的混合原材料与纳米二氧化钛-秸秆纤维多尺度增强体放入桨式混料机中充分混合，混料时间t6为：1min≤t6≤3min；
S3：将步骤S2所得到的混合原材料放入造粒机中进行造粒处理，同时向造粒滚筒中喷入连桥液，调整造粒滚筒和转刀转速以及连桥液的喷射量，充分造粒后，得到造粒物；造粒滚筒的转速r1为：20r/min≤r1≤350r/min；转刀转速r2为：70r/min≤r1≤90r/min，连桥液为蒸馏水、无水乙醇和质量分数为3wt％的玉米淀粉浆糊溶液中的一种；
S4：将步骤S3所得到的造粒物放入烘干箱内进行烘干处理，得到最终的用于摩擦材料的造粒物，烘干温度T2为：100℃≤T2≤130℃，烘干时间t7为：100min≤t7≤240min，所得到的造粒物为类细胞形，直径D3为：1mm≤D3≤8mm。
9.根据权利要求7所述的无铜NAO型制动片的制备方法，其特征在于，制动片制备过程中的混料工艺流程，包括下列步骤：
S1：将丁腈橡胶改性酚醛树脂和非秸秆纤维放入桨式混料机中进行充分混合，混料时间t8为：5min≤t8≤20min；
S2：将步骤S1所得到的混合物与用于摩擦材料的造粒物放入三维运动混料机中进行充分混合，混料时间t9为：5min≤t9≤10min，得到最终的制备制动片的混合物料。
10.根据权利要求7所述的无铜NAO型制动片的方制备法，其特征在于，模具填料-热压热处理-表面烧蚀-后加工成型，包括下列步骤：
S1：将制备制动片的混合物料放入制备制动片专用模具中，然后进行热压处理，最后进行热处理，并冷却到室温；
S2：将步骤S1所得到的制动片样块在通过式烧蚀机中进行表面烧蚀，并冷却到室温；
S3：将步骤S2所得到的制动片样块的烧蚀面进行表面打磨，然后进行研磨切割处理，其次进行喷漆和烤漆处理，最后安装警示器或固定器，最终得到无铜NAO型制动片。
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